生物表面结构与疏水性能研究

生物表面结构与疏水性能研究摘要：本文总结了疏水性的表征参数、影响因素及两种描述超疏水性能的经典模型。综述了目前研究的植物及昆虫表面结构与其疏水性能的关系。简要介绍了仿生疏水材料的制备方法及应用领域。通过上述内容，概括了目前该领域研究存在的一些问题并探讨了今后的研究发展方向。关键词：植物昆虫表面多级结构疏水性自然界的生物经过亿万年优胜劣汰的进化，优化出各种形态、构型、结构和材料，展现出多种多样的功能特性，成为对生存环境具有最佳适应性和高度协调性的系统[1]。这其中蕴含的奥妙吸引人类不断的探索、学习和模仿，以求解决人类生产生活中遇到的各种问题。自1977年以来，关于动植物体表疏水性能的研究一直备受关注。许多植物和昆虫的体表所具有超疏水、自清洁及定向浸润等优异性能，与其复杂的分级图案化表面设计有关。例如著名的具有自清洁功能的荷叶表面显示出多级结构，其表面的层次是微米结构和纳米结构多阶层自组装相结合而实现的[2]。这种功能性生物表面对于仿生自清洁材料的制备和发展具有极大的启示和潜在的应用价值。目前，已有大量的研究结果表明，生物体表的疏水性来源于其微纳米结构特性，且微米与纳米层次的结构在决定生物体表浸润性上也起到各自不同的作用[16]。1疏水性研究背景1.1疏水性强弱的表征参数疏水性是指物体表面对水具有排斥能力的性能。通常把与水的接触角大于90°的固体材料表面称为疏水表面，大于150°则称为超疏水表面[3]。一个表面疏水性的强弱通过接触角、滑动角、接触角滞后等参数来衡量。其中，接触角是衡量固体表面浸润性最常用的标准。滑动角是指液体离开固体表面时的最小倾斜角，接触角滞后是前进接触角（指水滴开始滑动时后缘的最大接触角）与后退接触角（指水滴开始滑动时前缘的最小接触角）之差[4]。1.2疏水性强弱的影响因素疏水性是固体表面的重要特性，主要是由表面化学物质和微观结构共同决定的，其中，表面微观结构起到更决定性的作用[5]。目前主要研究的微观表面结构有一级结构、多级结构、分形结构、孔结构及皱纹状结构等。在导致固体表面的超疏水性能的各种因素中，表面能和表面粗糙度是主要的因素。当表面能较低、粗糙度较高时，相对而言，该固体表面具有较高的疏水性。此外，固液气三相接触线的形状、稳定性及连续性等[6,7]对固体表面的疏水性也有很重要的作用。1.3疏水性理论经典模型目前主要有两种理论来描述材料表面的疏水状态：一种是Wenzel态，是指液滴进入固体微结构内部的超疏水状态[8]；另一种是Cassie-Baxter态，是指固体表面的微结构被空气占据而液体不进入固体表面的微结构中的超疏水状态[9]。Wenzel方程表示为：cosθW=rcosθY(1)式中r定义为粗糙度，θW和θY分别是Wenzel状态下粗糙表面的接触角和Young氏接触角。Cassie-Baxter方程则表示为：cosθCB=(-1)+f(rcosθY+1)(2)式中θCB和θY分别是Cassie-Baxter接触角和Young氏接触角，r是粗糙度，f是液体所占投影面积比。而在实际的研究过程，Wang等人认为液滴在超疏水表面的状态可归纳为5种模型：Wenzel状态，Cassie状态，荷叶状态（一种特殊的Cassie状态），Wenzel和Cassie之间的转变状态，壁虎状态[10]。具体模型如图1所示。图1超疏水表面的状态a:Wenzel状态；b:Cassie状态；c:荷叶状态（特殊的Cassie状态）；d:Wenzel和Cassie之间的转变状态；e:壁虎状态2植物表面结构与疏水性能研究2021年，Barthlott和Neinhuis通过观察发现，许多植物叶片上不同微结构（绒毛、表皮褶皱和蜡状晶体）构成的粗糙表面协同疏水的表皮蜡质共同导致其表面的防水性能，而且，能够伴随水滴带走污染颗粒，构成自清洁表面，被称为“荷叶效应”[11]。基于对200种防水植物物种的调查研究，给出了防粘附植物表面的微型态特征。那些能够长效防水的叶片具有独特、显著的凸面或乳突状表皮细胞，而且覆盖有非常密集的蜡质层；而那些只能在有限的时间内防水的叶片只有微凸起的表皮细胞，通常缺乏密集的蜡质层。此外，具有防水性能的物种都集中生活在草丛中，而罕见生活在树木上。亚热带地区的湿地和受扰动区似乎具有更多的防水物种。植物表面非光滑结构通常包括表皮细胞形态及分布，表皮毛被、表皮蜡、表皮粉的化学性质及单元体的形态、分布规律，直接影响着叶表面的疏水、防黏效果[12,13]。2.1荷叶表面疏水性研究荷叶是一种半水生植物，生长有直径可达30cm且具有优异防水性能的盾形叶片。为了适应水生环境，荷叶的气孔通常位于上表皮。由覆盖着密集蜡质层的乳突构成的分级结构，是荷叶超疏水性能的重要基础。荷叶的表皮细胞形成了不同高度和尖拱顶形的乳突状结构，并在全部表面范围内都覆盖有较短的蜡质管状结构（图2-1a）。这种乳突结构的直径约在3.8-4.4μm间（图2-1b），而蜡质管状结构的长度约为0.3-1μm，厚度在80-120nm间（图2-1c）。与其他植物表面相比，荷叶有着更大密度但直径要小很多的乳突结构，这样的特点使得荷叶与水滴有更小的接触面积。最小化的接触面积正是荷叶低粘附性的基础。乳突结构的稳固性也确保了蜡质管状结构得到一定保护[15]。正是由于荷叶特殊的微纳复合结构使其具有优异的超疏水和自清洁性能，也为人们研究和制备超疏水性材料提供了新的思路。图2-1荷叶表面(a,b)及荷叶表面角质蜡状晶体(c)的扫描电镜照片[15]2.2玫瑰花瓣表面疏水性研究玫瑰花瓣的表面是一个同时具有超疏水和高粘附性能的表面，通常被称为花瓣效应。其表面呈现Cassie状态，表面结构如图2-2中a和b所示。可知花瓣表面是由一定周期性阵列的微米级乳突及乳突上纳米级的褶皱构成的。其中，呈周期性阵列的乳突平均直径为16μm，平均高度为7μm（图2-2a）；乳突顶端的褶皱宽度在730nm左右（图2-2b）。这种微纳复合结构表现出了较好的超疏水性能，接触角大约为152.4°（图2-2c）[17]。与荷叶不同的是，当倒转花瓣表面时，水滴仍可粘附在其表面（图2-2d），这是二者表面不同的结构设计及微纳尺度上的不同所造成的。对于花瓣而言，分级的微米和纳米结构在尺寸上均大于荷叶的微纳结构。这使得水滴更易于进入大的凹槽中，因此形成了Cassie状态的润湿模型[17]。图2-2玫瑰花瓣的扫描电镜照片(a,b)；水滴在花瓣表面的模型(c)；当花瓣倒转时水滴在花瓣表面的模型(d)[17]根据玫瑰花瓣的表面微纳结构，F.Lin等人利用PS薄膜复写了相似的表面设计，并得到了接触角可达154.6°的超疏水性表面[17]。这个工作提供了一种简单可行的方法得到同时具有超疏水性和高粘附性的仿生表面。在复写过程中，将玫瑰花瓣作为模板可实现大规模的合成，为此项技术的工业化发展提供了理论基础。2.3花生叶表面疏水性研究花生是一种常见的豆科作物。与低黏附超疏水的荷叶不同，花生叶表面同时具有超疏水和高黏附特性。水滴在花生叶表面的接触角为151±2°，显示出超疏水特性。此外，水滴可以牢固地附着在花生叶表面，将花生叶翻转90°甚至180°，水滴均不会从表面滚落，显示了良好的黏附性（黏附力超过80μN）。研究发现，花生叶表面呈现微纳米多级结构，丘陵状微米结构表面具有无规则排列的纳米结构。花生叶表面特殊的微纳米多尺度结构是其表面呈现高黏附超疏水特性的关键因素。如图2-3a，可明显看到花生叶表面由丘陵状微米结构组成，而且相邻微米结构之间有明显的沟槽。高倍数扫面电镜照片（图2-3b）表明丘陵状微米结构表面具有无规则排列的纳米薄片结构，这些无规则排列的纳米薄片形成了微尺度下无序排列的空隙。花生叶表面微纳米多尺度结构显著增加了表面粗糙度，进而呈现表面的超疏水性能[19]。图2-3新鲜的花生叶在不同放大倍数下的扫描电镜照片[19]花生叶与荷叶表面浸润性的差别源于它们各自表面微结构的差异。对于低黏附的荷叶表面，其固-液-气三相线是不稳定的，水滴很难进入到荷叶表面的微结构中去，所以水滴可以在荷叶表面很容易地滚动，呈现低黏附超疏水特性。然而，对于花生叶，水滴容易进入到比较大的微结构中去，但是很难进入到更加细微的空隙中去，所以水滴在花生叶表面处于一种过渡态[20-22]。受此启发，邱宇辰等人利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）复形得到了与花生叶表面微结构类似的高黏附疏水表面[19]。但所得样品的微结构并未能完全复制微纳多尺度结构，导致PDMS样品表面的接触角仅在135°左右，未达到超疏水特性。这也说明实现生物材料的表面微纳复合结构是目前仿生材料领域的一个难点，如何实现微纳结构的有效复制将是未来研究的重点。2.4槐叶苹属浮叶水蕨表面疏水性研究槐叶苹属浮叶水蕨能够长期保留空气。2021年，Barthlott揭示了其精密的表面设计。水蕨叶表面的分级结构，主要是由覆盖着纳米级蜡状晶体的打蛋器状的复杂弹性表皮毛所构成（图2-4-1a）。四支根须聚集在一起形成一个总高度为2mm、顶部为打蛋器状的特殊结构（图2-4-1b）。在已成熟的叶片中，每支根须末端细胞都缩聚到一起，形成四个死细胞的帽状覆盖层（图2-4-1c）。除去这四个细胞的整个叶片表面均有蜡状晶体覆盖，这导致末端细胞非常光滑而蜡质层在其他地方形成了纳米级的粗糙度（图2-4-1d）[23]。图2-4-1槐叶苹属浮叶水蕨表面的扫描电镜照片[23](a)球形水滴在叶片上表面表明其超疏水性能；(b)四根须在顶部形成打蛋器状结构；(c)末端细胞收缩形成四个死细胞；(d)除末端细胞外叶片全表面覆盖有纳米级蜡质层槐叶苹属浮叶水蕨具有特殊的微纳复合结构，每根表皮毛的终端细胞都没有蜡状晶体，形成均匀分布的亲水性补丁，约为其他完全疏水叶面的2%。研究结果表明，这些亲水性的补丁能够将空气-水界面销连接到打蛋器表皮毛顶端，从而使空气层稳定，这样就避免了特别在扰动流环境这样不稳定的状态下，由于气泡的形成和脱离而导致的空气损失（图2-4-2d）。这种超疏水表面结合亲水补丁（SalviniaEffect，槐叶苹属效应）的独特设计提供了一种新的长期保留空气的先进装置与理念[23]。图2-4-2a:低温下水滴冻结叶片上的SEM照片；b,c:接触区域的侧视图；c:超疏水性表面结合亲水性补丁长期保留空气的原理图3昆虫体表结构与疏水性能研究昆虫体表是自然界中最值得关注的复合材料之一，其表面的微纳米结构具有很多令人感叹的特性，如超疏水、自清洁及定向浸润等[24]。昆虫体表是体躯的最外层组织，由单一的皮细胞层及其分泌物所组成．由里向外可分为底膜、皮细胞层和表皮层3部分[25]。表皮层是由皮细胞分泌的一种异质的非细胞层，分为内表皮、外表皮和上表皮层。上表皮的层次依昆虫种类而不同，一般分为表皮质层、蜡层和护蜡层。护蜡层的厚度变化较大，具有保护蜡层的功能。上表皮及其外层的化学成分在防止脱水方面有至关重要的作用。这些表面结构因种类不同而有差异，但具有系统分类学意义。在鳞翅目和啮虫目翅、毛翅目完须亚目的前翅、双翅目蚊科昆虫翅脉和后缘均具鳞片结构，一些甲虫往往具乳突结构，而在直翅目的种类中则为多边形结构。目前，已有的大量研究结果均表明，昆虫体表的微纳米结构与其疏水性有很大的关系[26-28]。3.1蝴蝶翅膀表面疏水性研究蝴蝶表面因为鳞片的存在而使其翅膀表面具有疏水性。蝴蝶鳞片主要有窄叶形、圆叶形、阔叶形和纺锤形4种类型，呈覆瓦状排列（图3-1b）。每个鳞片表面由亚微米级的纵肋、纵肋之间及纵肋之上的微纳米结构组成。当翅膀表面有鳞片存在时水滴与翅面的接触角大约是150°，而蝴蝶翅膀表面鳞片的面积、长度、宽度、间距等指标与该接触角均不具有相关性[28,29]。纳米结构对蝴蝶表面润湿性的影响主要是水滴在翅表的滑动具有方向性，如水滴在远离蝴蝶体躯纵轴的翅面上很容易滚落（图3-1a），但是在与其相反的方向上则紧紧镶嵌在翅面（图3-1b、c），这两种状态可以通过翅膀的姿势和翅表的气流来调控。这说明这种特殊能力是翅表的微米级的鳞片和纳米带上的可以弯曲的纳米端部有规律的排列的结果（图3-1d、e）。当蝴蝶翅膀向下倾斜时，纳米端互相分开，水滴与翅表接触形成了不连续的接触线，水滴很容易从翅表滚离（图3-1f）。当翅膀向上倾斜时，微米级的鳞片和纳米端更紧密的接触形成了相对连续的接触线，而使水滴镶嵌在翅表（图3-1g）[30]。图3-1蝴蝶翅表方向粘附性机制[30]A:蓝闪蝶，翅表黑色箭头表示水滴沿远离身体中轴的方向(RO)滚落；B:当翅膀向下倾斜时，水滴很容易从RO方向滚离翅面；C:当翅膀向上倾斜时，水滴则镶嵌在翅表；D,E:翅表鳞片结构(标尺:D100μm，E100nm)；F,G:粘附机制的2种模型(F：滚落模型，G：镶嵌模型)3.2蝉翅表面疏水性研究蝉是半翅目中植食性昆虫，常生活在高大的树木或灌木丛中，其翅薄、翅脉发达。研究者对多种蝉类昆虫翅表水滴的静态接触角及纳米结构进行了观察、测量和比较（图3-2），并利用X射线光电子能谱仪（XPS）检测了部分种类翅表的化学组成成分。研究发现，蝉类昆虫翅表疏水性呈现出很大差别，接触角为76.8°-146.0°。翅表疏水性的强弱是由其表面的纳米级形貌结构（主要为乳突）和化学成分（主要为蜡质类）共同作用的结果。翅表乳突形状不同，则疏水性不同，结构均一的翅表疏水性较强；乳突基部直径、基部间距及乳突高3种参数对翅表的疏水性起很大作用，乳突基部直径141nm、基部间距46nm及乳突高391nm的翅表表现出最强的疏水性能[31,32]。图3-24种蝉翅表纳米结构[31]A:白斑安蝉；B:草蝉；C:窄瓣寒蝉；D:金平宁蝉3.3水黾足部疏水性研究水黾能在水面上自由活动而不被浸湿，一条足可以支撑其15倍体重的重量，不仅因其足表面分泌蜡质的作用[14]，更主要的是足表面上的多级结构引起的[33]。在足上具有与足表面成20°且方向一致的针状刚毛，长大约50μm，直径在几百个纳米到3μm之间，在刚毛上具非常精细的纳米沟（宽410nm，深100nm）。这种结构使足表面吸附的空气与水的接触面积达到了96.86%，水滴在其表面上的接触角达167.6°±4.4°，具有超强的疏水性能。图3-3水黾足部表面的扫描电镜图片[33]a:水黾足部典型侧视图；b:大量定向的细长型刚毛(20μm)；c:刚毛上的纳米级沟槽(200nm)3.4蚊子足部表面疏水性研究蚊子有很多特殊的功能，如可以毫不费力地停留在水面，而且能安全地飞离水面，也可以像苍蝇一样粘附在固体表面。在这些技能当中，蚊子巨大的水面支撑力是最值得关注的，单支足能支撑起自身体重23倍的重量，这要比水黾能支撑起自身重量的15倍高很多[33]。经观察在蚊子足表面覆盖着大量鳞片（图3-4a），鳞片由结构相同的微米级纵脊和纳米级的横脊构成。纵脊间距因蚊子种类和鳞片不同，在1.5-2μm之间，纵脊厚200-250nm之间。纵脊之间的横脊间距大约几百个nm到1μm，横脊厚约100nm（图3-4b）。这种精细的微纳米复合结构使蚊子足表面具有153°的接触角和惊人的水面支撑力[34]。除了足表面外，蚊子身体、翅及喙的下唇有的地方也覆盖着一样的鳞片。吸附在纵脊和横脊空隙间的空气在足-水界面形成纳米垫防止足被浸湿。若应用Cassie方程来分析[34]，这种结构使足表面吸附的空气与水的接触面积达到了85.3%。蚊子足上的这种微纳米结构使其具有较高的水面支撑力。图3-4蚊子足部分级的微米和纳米结构(a):定向排列的鳞片；(b):纵脊与横脊之间精细的结构排列3.5蜘蛛网表面疏水性能研究草间蜘蛛是一种具有筛孔的蜘蛛，其蜘蛛网具有多级的微米和纳米的复合结构。在干燥条件下，这种筛孔蜘蛛的网主要由两条微米级的主轴纤维（直径为85.6±5.1μm）组成。在主轴纤维上，周期性的分布着纺锤形的节点是由定向取向的纳米纤维组成（直径在20-30nm）。对其结构进行研究发现，纺锤形节点及连接处表面均由纳米纤维组成，但由于前者纳米纤维不定向排列而后者纳米纤维单向排列，因此具有不同的性质[35]。在造成蜘蛛网表面疏水性能的原理中，每一个纳米级和微米级的结构都有着自己的作用。在微米尺度上，两条主轴纤维提供了足够大的机械强度使得蜘蛛网可以承受猎物的重量和移动。而在纳米尺度上，由于纺锤形节点及连接处表面有不同的表面粗糙度，二者提供不同的表面能，造成其表面的疏水性及定向浸润性[16]。根据这一特殊结构，Y.M.Zheng等人复写了与该结构相似的人工仿生材料（图3-5b），在疏水性及定向浸润性等方面都得到了很好的效果[35]。图3-5蜘蛛丝的自然结构(A)及人工仿生材料结构(B)[16]4疏水性表面的制备方法及应用领域随着仿生学的发展，人们在超疏水性的仿生研究中取得了很大的进展，并且已经利用多种方法制备出了多种性能优异的超疏水性表面。一般来说，超疏水性表面可以通过2种手段来制备：一种是在疏水材料表面上构建粗糙结构；另一种是在粗糙表面上修饰低表面能的物质。制备的方法也多种多样，如：聚合物固化[36]、溶胶-凝胶法[37,38]、嵌段聚合物的相分离法[39]、模板法[40]、气相沉积法[41]、激光刻蚀法[42,43,44]及目前多采用的自组装[45,46,47]等。但是，目前还存在着许多问题需要深入探讨研究。至于疏水性表面的应用，是由其具有的不同功能（如自清洁、减阻等）决定的，例如，它可以用来防雪、防污染、抗氧化以及防止电流传导等，可用在防雨设备、农药制备、机械润滑、矿物浮选、注水采油、金属焊接、印染及洗涤等相关领域。5存在的问题及研究发展方向研究材料范围需扩大和深入。目前，人们研究的生物体表疏水性只占总生物数量的极少部分，且一些水生或半水生生物的表面疏水性机理报道较少。形态学的生物机制分析依赖于结构特征的理解，不仅要注重外部形态的观察研究，还要加强内部结构的研究;此外，不同地域、生活史的不同阶段的生物体表的疏水性有何不同，均值得进一步研究。化学成分及其功能研究较少。目前很少有报道指出生物表面影响疏水性的化学成分及其功能研究。应用方面需拓宽。在应用方面，工作重点应集中在疏水表面的各个领域，如纺织、涂层、基因传输、微流体以及无损失液体输送的广泛应用上[48]。但是要真正制备一种具有需要的润湿及自洁性能且有一定机械性能、较长使用寿命的超疏水表面以应用于现实生活，在其机理以及方法或条件等方面都还存在较大的研究空间。仿生研究方面要拓展。在仿生研究方面，要从不同层次不同领域、多层次多方位进行，特别是多功能材料的研究。一些生物体表的非光滑表面具多种优异的功能，例如高强度抗压特性[49]、减黏脱附[50]、减反射[51]等等。这些都有待于进一步的研究。参考文献[1]任露泉，梁云虹.耦合仿生学[M].北京：科学出版社，2021.[2]K.Koch.Designofhierarchicallysculpturedbiologicalsurfaceswithanti-adhesiveproperties.FunctionalNanoscience，2021:167-178.[3]X.F.Gao，L.Jiang.Recentstudiesofnaturalsuperhydrophobicbio-surfaces.Physics，2021，35(7):559-564.[4]B.He，N.A.Patankar，J.Lee.Multipleequilibriumdropletshapesanddesigncriterionforroughhydrophobicsurfaces.Langmuir，2021，19:4999-5003.[5]A.Nakajima，K.Abe，K.Hashimoto，etal.Preparationofhardsuper-hydrophobicfilmswithvisiblelighttransmission.ThinSolidFilms，2021，376:140-143.[6]Z.Yoshimitsu，A.Nakajima，T.Watanabe，etal.Effectsofsurfacestructureonthehydrophobicityandslidingbehaviorofwaterdroplets.Langmuir，2021，18(15):5818-5822.[7]W.Chen，A.Y.Fadeev，M.C.Hsieh，etal.Ultrahydrophobicandultralyophobicsurfaces:somecommentsandexamples.Langmuir，2021，15:3395-3399.[8]R.N.Wenzel.Resistanceofsolidsurfacestowettingbywater.IndEngChem，1936，28:988–994.[9]A.B.D.Cassie，S.Baxter.Wettabilityofporoussurfaces.TransFaradaySoc，1944，40:546–551.[10]S.Wang，L.Jiang.Definitionofsuperhydrophobicstates.AdvancedMaterials，2021，19(21):3423-3424.[11]W.Barthlott，C.Neinhuis.Purityofthesacredlotus,orescapefromcontaminationinbiologicalsurfaces.Planta，2021，202(1):1-8.[12]王淑杰，任露泉，韩志武，邱兆美，周长海.典型植物叶表面非光滑形态的疏水防黏效应.农业工程学报，2021，21(9):16-19.[13]王淑杰，任露泉，韩志武，邱兆美.植物叶表面防粘特性的研究.农机化研究，2021(4):176-181.[14]M.Dickinson.Howtowalkonwater.Nature，2021，424(6949):621-622.[15]H.J.Ensikat，P.Ditsche-Kuru，C.Neinhuis，etal.Superhydrophobicityinperfection:theoutstandingpropertiesofthelotusleaf.BeilsteinJ.Nanotechnol，2021，2:152–161.[16]W.-G.Bae，H.N.Kim，D.Kim，etal.Scalablemultiscalepatternedstructuresinspiredbynature:theroleofhierarchy.AdvancedMaterials，2021，26:675–700.[17]F.Lin，Y.N.Zhang，J.M.Xi，etal.Petaleffect:Asuperhydrophobicstatewithhighadhesiveforce.Langmuir，2021，24:4114-4119.[18]X.J.Feng，L.Jiang.Designandcreationofsuperwetting/antiwettingsurfaces.AdvancedMaterials，2021，18:3063–3078.[19]邱宇辰，刘克松，江雷.花生叶表面的高黏附超疏水特性研究及其仿生制备.中国科学：化学，2021，41(2):403-408.[20]A.Marmur.Thelotuseffect:Superhydrophobicityandmetastability.Langmuir，2021，20:3517–3519.[21]N.A.Patankar.Transitionbetweensuperhydrophobicstatesonroughsurfaces.Langmuir，2021，20:7097–7102.[22]A.Dupuis，J.M.Yeomans.Modelingdropletsonsuperhydrophobicsurfaces:Equilibriumstatesandtransitions.Langmuir，2021，21:2624–2629.[23]W.Barthlott，T.Schimmel，S.Wiersch，etal.Thesalviniaparadox:superhydrophobicsurfaceswithhydrophilicpinsforairretentionunderwater.AdvancedMaterials，2021，22:2325–2328.[24]M.X.Sun，Y.M.Zheng，A.P.Liang.Progressinresearchinhydrophobicpropertyofinsectbodysurface.Engineering，2021，5:127-133.[25]彩万志，花保祯，宋敦伦，等.昆虫学概论[M].北京：中国农业大学出版社，2021:19-22.[26]W.Barthlott，C.Neinhuis.Purityofthesacredlotus,orescapefromcontaminationinbiologicalsurfaces.Planta，2021，202:1-8.[27]L.Feng，S.Li，Y.Li，etal.Super-hydrophobicsurfaces:fromnaturaltoartificial.AdvancedMaterials，2021，14(24):1857-1860.[28]B.Bhushan，Y.C.Jung.Micro-andnanoscalecharacterizationofhydrophobicandhydrophilicleafsurfaces.Nanotechnology，2021，17(11):2758-2772.[29]Y.Fang，T.Q.Wang，G.Sun，etal.UltrastructureofwingscalesofNymphalidbutterflies(Lepidoptera:Nymphalidae).ActaEntomologicaSinica，2021，50(3):313-317.[30]Y.M.Zheng，X.F.Gao，L.Jiang.Directionaladhesionofsuperhydrophobicbutterflywings.SoftMatter，2021，3:178-182.[31]M.X.Sun，G.S.Watson，Y.M.Zheng，etal.Wettingpropertiesonnanostructuredsurfacesofcicadawings.JournalofExperimentalBiology，2021，212:3148-3155.[32]S.H.Hong，J.Hwang，H.Lee.Replicationofcicadawing’snano-patternsbyhotembossingandUVnanoimprinting.Nanotechnology，2021，20:1-5.[33]X.F.Gao，L.Jiang.Water-repellentlegsofwaterstriders.Nature，2021，432:36.[34]C.W.Wu，X.Q.Kong.Micronanostructuresofthescalesonamosquito’slegsandtheirroleinweightsupport.PhysicalReviewE，2021，76:017301-017304.[35]Y.M.Zheng，H.Bai，Z.B.Huang.Directionalwatercollectiononwettedspidersilk.Nature，2021,463:640-643.[36]T.Onda，S.Shibuichi，N.Satoh，etal.Super-water-repellentfractalsurfaces.Langmuir，1996，12(9):2125-2127.[37]G.Cao，H.Tian.Synthesisofhighlyporousorganic/inorganichybridsbyambientpressuresol-gelprocessing.JournalofSol-gelScienceandTechnology，2021，13:305-309.[38]H.M.Shang，Y.Wang，S.J.Limmer，etal.Opticallytransparentsuperhydrophobicsilica-basedfilms.ThinSolidFilms，2021，472:37-43.[39]M.Ma，R.M.Hill，J.L.Lowery，etal.Electrospunpoly(styrene-block-dimethylsiloxane)blockcopolymerfibersexhibitingsuperhydrophobicity.Langmuir，2021，21:5549-5554.[40]M.Miwa，A.Nakajima，A.Fujishima，etal.Effectsofthesurfaceroughnessonslidinganglesofwaterdropletsonsuperhydrophobicsurfaces.Langmuir，2021，16:5754-5760.[41]P.Evans，M.E.Pemble，D.W.Sheel，etal.Multi-functionalself-cleaningthermochromicfilmsbyatmosphericpressurechemicalvapourdeposition.JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA:Chemistry，2021，189(2-3):387-397.[42]R.Fürstner，W.Barthlott，C.Neinhuis，etal.Wettingandself-cleaningpropertiesofartificialsuperhydrophobicsurfaces.Langmuir，2021，21:956-961.[43]S.W.Grego，T.W.Jarvis，B.R.Stoner，etal.Template-directedassemblyonanorderedmicrospherearray.Langmuir，2021，21(11):4971-4975.[44]E.Stratakis，V.Zorba，M.Barberoglou，etal.Laserstructuringofwater-repellentbiomimeticsurfaces.Newsroom，2021.[45]J.Ji，J.H.Fu，J.C.Shen.Fabricationofasuperhydrophobicsurfacefromtheamplifiedexponentialgrowthofamultilayer.AdvancedMaterials，2021，18(11):1441-1444.[46]F.Shi，Z.Wang，X.Zhang.Combiningalayer-by-layerassemblingtechniquewithelectrochemicaldepositionofgoldaggregatestomimicthelegsofwaterstriders.AdvancedMaterials，2021，17(8):1005-1009.[47]X.Song，J.Zhai，Y.Wang，etal.Fabricationofsuperhydrophobicsurfacesbyself-assemblyandtheirwater-adhesionproperties.JournalofPhysicalChemistryB，2021，109:4048-4052.[48]L.Jiang.Super-hydrophobicnanoscaleinterfacematerials:fromnaturaltoartificial.BasicScience，2021，23(2):4-8.[49]Z.X.Yang，W.Y.Wang，Q.Q.Yu，etal.Measurementsonmechanicalparametersandstudiesonmicrostructureofelytrainbeetles.ActaMaterialCompositeSinica，2021，24(2):92-98.[50]C.Neinhuis，W.Barthlott.Seasonalchangesofleafsurfacecontaminationinbeech,oakandginkgoinrelationtoleafmicromorphologyandwettability.NewPhytologist，2021，138(1):91-98.[51]G.S.Watson，S.Myhra，B.W.Cribb，etal.Putativefunctionsandfunctionalefficiencyoforderedcuticularnanoarraysoninsectwings.BiophysicalJournal，2021，94:3352-3360.

高考语文试卷一、语言文字运用（15分）1．在下面一段话的空缺处依次填入词语，最恰当的一组是（3分）提到桃花源，许多人会联想到瓦尔登湖。真实的瓦尔登湖，早已成为▲的观光胜地，梭罗的小木屋前也经常聚集着▲的游客，不复有隐居之地的气息。然而虚构的桃花源一直就在我们的心中，哪怕▲在人潮汹涌的现代城市，也可以获得心灵的宁静。A．名闻遐迩闻风而至杂居 B．名噪一时闻风而至栖居C．名噪一时纷至沓来杂居 D．名闻遐迩纷至沓来栖居2．在下面一段文字横线处填入语句，衔接最恰当的一项是（3分）在南方，芭蕉栽植容易，几乎四季常青。▲至于月映蕉影、雪压残叶，那更是诗人画家所向往的了。①它覆盖面积大，吸收热量大，叶子湿度大。②古人在走廊或书房边种上芭蕉，称为蕉廊、蕉房，饶有诗意。③因此蕉阴之下，是最舒适的小坐闲谈之处。④在旁边配上几竿竹，点上一块石，真像一幅元人的小景。⑤在夏日是清凉世界，在秋天是分绿上窗。⑥小雨乍到，点滴醒人；斜阳初过，青翠照眼。A．①③②④⑥⑤ B．①④②③⑥⑤C．②①④③⑤⑥ D．②③④①⑤⑥3．下列诗句与“悯农馆”里展示的劳动场景，对应全部正确的一项是（3分）①笑歌声里轻雷动，一夜连枷响到明②种密移疏绿毯平，行间清浅縠纹生③分畴翠浪走云阵，刺水绿针抽稻芽④阴阴阡陌桑麻暗，轧轧房栊机杼鸣A．①织布②插秧③车水④打稻 B．①织布②车水③插秧④打稻C．①打稻②插秧③车水④织布D．①打稻②车水③插秧④织布4．阅读下图，对VR（即“虚拟现实”）技术的解说不正确的是一项是（3分）A．VR技术能提供三个维度的体验：知觉体验、行为体验和精神体验。 B．现有的VR技术在精神体验上发展较快，而在知觉体验上发展较慢。C．VR技术的未来方向是知觉体验、行为体验和精神体验的均衡发展。D．期许的VR体验将极大提高行为体验的自由度和精神体验的满意度。二、文言文阅读（20分）阅读下面的文言文，完成5—8题。临川汤先生传邹迪光先生名显祖，字义仍，别号若士。豫章之临川人。生而颖异不群。体玉立，眉目朗秀。见者啧啧曰：“汤氏宁馨儿。”五岁能属对。试之即应，又试之又应，立课数对无难色。十三岁，就督学公试，补邑弟子员。每试必雄其曹偶。庚午举于乡，年犹弱冠耳。见者益复啧啧曰：“此儿汗血，可致千里，非仅仅蹀躞康庄也者。”丁丑会试，江陵公①属其私人啖以巍甲而不应。曰：“吾不敢从处女子失身也。”公虽一老孝廉乎，而名益鹊起，海内之人益以得望见汤先生为幸。至癸未举进士，而江陵物故矣。诸所为附薰炙者，骎且澌没矣。公乃自叹曰：“假令予以依附起，不以依附败乎？”而时相蒲州、苏州两公，其子皆中进士，皆公同门友也。意欲要之入幕，酬以馆选，而公率不应，亦如其所以拒江陵时者。以乐留都山川，乞得南太常博士。至则闭门距跃，绝不怀半刺津上。掷书万卷，作蠹鱼其中。每至丙夜，声琅琅不辍。家人笑之：“老博士何以书为？”曰：“吾读吾书，不问博士与不博士也。”寻以博士转南祠部郎。部虽无所事事，而公奉职毖慎，谓两政府进私人而塞言者路，抗疏论之，谪粤之徐闻尉。居久之，转遂昌令。又以矿税事多所蹠戾②，计偕之日，便向吏部堂告归。虽主爵留之，典选留之，御史大夫留之，而公浩然长往，神武之冠竟不可挽矣。居家，中丞惠文，郡国守令以下，干旄往往充斥巷左，而多不延接。即有时事，非公愤不及齿颊。人劝之请托，曰：“吾不能以面皮口舌博钱刀，为所不知后人计。”指床上书示之：“有此不贫矣。”公于书无所不读，而尤攻《文选》一书，到掩卷而诵，不讹只字。于诗若文无所不比拟，而尤精西京六朝青莲少陵氏。公又以其绪余为传奇，若《紫箫》、《还魂》诸剧，实驾元人而上。每谱一曲，令小史当歌，而自为之和，声振寥廓。识者谓神仙中人云。公与予约游具区灵岩虎丘诸山川，而不能办三月粮，逡巡中辍。然不自言贫，人亦不尽知公贫。公非自信其心者耶？予虽为之执鞭，所忻慕焉。（选自《汤显祖诗文集》附录，有删节）[注]①江陵公：指时相张居正，其为江陵人。②蹠戾：乖舛，谬误。5．对下列加点词的解释，不正确的一项是（3分）A．每试必雄其曹偶 雄：称雄B．酬以馆选 酬：应酬C．以乐留都山川 乐：喜爱D．为所不知后人计 计：考虑6．下列对原文有关内容的概括和分析，不正确的一项是（3分）A．汤显祖持身端洁，拒绝了时相张居正的利诱，海内士人都以结识他为荣幸。B．因为上书批评当权者徇私情、塞言路，汤显祖被贬官至广东，做了徐闻尉。C．汤显祖辞官回家后，当地官员争相与他交往，而汤显祖不为私事开口求人。D．汤显祖与邹迪光相约三月份到江南一带游玩，但没准备好粮食，因而作罢。7．把文中画线的句子翻译成现代汉语。（10分）（1）见者益复啧啧曰：“此儿汗血，可致千里，非仅仅蹀躞康庄也者。”（2）然不自言贫，人亦不尽知公贫。公非自信其心者耶？予虽为之执鞭，所忻慕焉。8．请简要概括汤显祖读书为文的特点。（4分）三、古诗词鉴赏（11分）阅读下面这首唐诗，完成9—10题。学诸进士作精卫衔石填海韩愈鸟有偿冤者，终年抱寸诚。口衔山石细，心望海波平。渺渺功难见，区区命已轻。人皆讥造次，我独赏专精。岂计休无日，惟应尽此生。何惭刺客传，不著报雠名。9．本读前六句是怎样运用对比手法勾勒精卫形象的？请简要分析。(6分)10．诗歌后六句表达了作者什么样的人生态度？（5分）四、名句名篇默写（8分）11．补写出下列名句名篇中的空缺部分。（1）名余曰正则兮，__________________。（屈原《离骚》）（2）__________________，善假于物也。（荀子《劝学》）（3）艰难苦恨繁霜鬓，__________________。（杜甫《登高》）（4）树林阴翳，__________________，游人去而禽鸟乐也。（欧阳修《醉翁亭记》）（5）__________________，抱明月而长终。（苏轼《赤壁赋》）（6）浩荡离愁白日斜，__________________。（龚自珍《己亥杂诗》）（7）道之以德，__________________，有耻且格。（《论语·为政》）（8）盖文章，经国之大业，__________________。（曹丕《典论·论文》）五、现代文阅读（一）（15分）阅读下面的作品，完成12~14题。表妹林斤澜矮凳桥街背后是溪滩，那滩上铺满了大的碎石，开阔到叫人觉着是不毛之地。幸好有一条溪，时宽时窄，自由自在穿过石头滩，带来水草野树，带来生命的欢喜。滩上走过来两个女人，一前一后，前边的挎着个竹篮子，简直有摇篮般大，里面是衣服，很有点分量，一路拱着腰身，支撑着篮底。后边的女人空着两手，几次伸手前来帮忙，前边的不让。前边的女人看来四十往里，后边的四十以外。前边的女人不走现成的小路，从石头滩上斜插过去，走到一个石头圈起来的水潭边，把竹篮里的东西一下子控在水里，全身轻松了，透出来一口长气，望着后边的。后边的走不惯石头滩，盯着脚下，挑着下脚的地方。前边的说：“这里比屋里清静，出来走走，说说话……再呢，我要把这些东西洗出来，也就不客气了。”说着就蹲下来，抓过一团按在早铺平好了的石板上，拿起棒槌捶打起来，真是擦把汗的工夫也节约了。看起来后边的是客人，转着身于看这个新鲜的地方，有一句没一句地应着：“水倒是清的，碧清的……树也阴凉……石头要是走惯了，也好走……”“不好走，一到下雨天你走走看，只怕担断了脚筋。哪有你们城里的马路好走。”“下雨天也洗衣服?”“一下天呢，二十天呢。就是三十天不洗也不行。嗐，现在一天是一天的事情，真是日日清，月月结。”客人随即称赞：“你真能干，三表妹，没想到你有这么大本事，天天洗这么多。”主人微微笑着，手里捶捶打打，嘴里喜喜欢欢的：事情多着呢。只有晚上吃顿热的，别的两顿都是马马虎虎。本来还要带子，现在托给人家。不过洗完衣服，还要踏缝纫机。”客人其实是个做活的能手，又做饭又带孩子又洗衣服这样的日子都过过。现在做客人看着人家做活，两只手就不知道放在哪里好。把左手搭在树杈上，右手背在背后，都要用点力才在那里闲得住。不觉感慨起来：“也难为你，也亏得是你，想想你在家里的时候，比我还自在呢。”主人放下棒槌，两手一刻不停地揉搓起来：“做做也就习惯了。不过，真的，做惯了空起两只手来，反倒没有地方好放。乡下地方，又没有什么好玩的，不比城里。”客人心里有些矛盾，就学点见过世面的派头，给人家看，也压压自己的烦恼：“说的是，”右手更加用力贴在后腰上，“空着两只手不也没地方放嘛。城里好玩是好玩，谁还成天地玩呢。城里住长久了，一下乡，空气真就好，这个新鲜空气，千金难买。”单夸空气，好比一个姑娘没有什么好夸的，单夸她的头发。主人插嘴问道：“你那里工资好好吧？”提起工资，客人是有优越感的，却偏偏埋怨道：“饿不死吃不饱就是了，连奖金带零碎也有七八十块。”“那是做多做少照样拿呀！”“还吃着大锅饭。”“不做不做也拿六七十吧？”“铁饭碗！”客人差不多叫出来，她得意。主人不住手地揉搓，也微微笑着。客人倒打起“抱不平”来：“你好脾气，要是我，气也气死了，做多做少什么也不拿。”“大表姐，我们也搞承包了。我们家庭妇女洗衣店，给旅店洗床单，给工厂洗工作服都洗不过来。”“那一个月能拿多少呢？”客人问得急点。主人不忙正面回答，笑道：“还要苦干个把月，洗衣机买是买来了，还没有安装。等安装好了，有时间多踏点缝纫机，还可以翻一番呢！”“翻一番是多少？”客人急得不知道转弯。主人停止揉搓，去抓棒槌，这功夫，伸了伸两个手指头。客人的脑筋飞快转动：这两个手指头当然不会是二十，那么是二百……听着都吓得心跳，那顶哪一级干部了？厂长？……回过头来说道：“还是你们不封顶好，多劳多得嘛。”“不过也不保底呀，不要打算懒懒散散混日子。”客人两步扑过来，蹲下来抓过一堆衣服，主人不让，客人已经揉搓起来了，一边说：“懒懒散散，两只手一懒，骨头都要散……乡下地方比城里好，空气第一新鲜，水也碧清……三表妹，等你大侄女中学一毕业，叫她顶替我上班，我就退下来……我到乡下来享几年福，你看怎么样？”（选自《十月》1984年第6期，有删改）12．下列对小说相关内容和艺术特色的赏析，不正确的一项是？A．小说开头的景物描写，以自由流动的溪水所带来的“水草野树”以级“生命的欢喜”，暗示着农村的新气象。B．小说中“一路拱着腰身”等动作描写，以及“真是日日清，月月结”等语言描写，为下文表妹承包洗衣服这件事做了铺垫。C．表姐两次提到乡下空气“新鲜”，第一次是出于客套，第二次提到时，表姐对农村的好已有了更多体会。D．表妹说的“不要打算懒懒散散混日子”，既表达了自己对生活的态度，也流露出对自己得不到休息的些许不满。13．请简要分析表姐这一人物形象。（6分）14．小说刻画了两个人物，作者以“表妹”为题，表达了哪些思想感情？（6分）六、现代文阅读（二）（12分）阅读下面的作品，完成15~17题。书家和善书者沈尹默“古之善书者，往往不知笔法。”前人是这样说过。就写字的初期来说，这句话，是可以理解的，正同音韵一样，四声清浊，是不能为晋宋以前的文人所熟悉的，他们作文，只求口吻调利而已。笔法不是某一个人凭空创造出来的，而是由写字的人们逐渐地在写字的点画过程中，发现了它，因而很好地去认真利用它，彼此传授，成为一定必守的规律。由此可知，书家和非书家的区别，在初期是不会有的。写字发展到相当兴盛之后（尤其到唐代），爱好写字的人们，一天比一天多了起来，就产生出一批好奇立异、相信自己、不大愿意守法的人，各人使用各人的手法，各人创立各人所愿意的规则。凡是人为的规则，它本身与实际必然不能十分相切合，因而它是空洞的、缺少生命力的，因而也就不会具有普遍的、永久的活动性，因而也就不可能使人人都满意地沿用着它而发生效力。在这里，自然而然地便有书家和非书家的分别了。有天分、有休养的人们，往往依他自己的手法，也可能写出一笔可看的字，但是详细监察一下它的点画，有时与笔法偶然暗合，有时则不然，尤其是不能各种皆工。既是这样，我们自然无法以书家看待他们，至多只能称之为善书者。讲到书家，那就得精通八法，无论是端楷，或者是行草，他的点画使转，处处皆须合法，不能四号苟且从事，你只要看一看二王、欧、虞、褚、颜诸家遗留下来的成绩，就可以明白的。如果拿书和画来相比着看，书家的书，就好比精通六法的画师的画；善书者的书，就好比文人的写意画，也有它的风致可爱处，但不能学，只能参观，以博其趣。其实这也是写字发展过程中，不可避免的现象。六朝及唐人写经，风格虽不甚高，但是点画不失法度，它自成为一种经生体，比之后代善书者的字体，要严谨得多。宋代的苏东坡，大家都承认他是个书家，但他因天分过高，放任不羁，执笔单钩，已为当时所非议。他自己曾经说过：“我书意造本无法。”黄山谷也尝说他“往往有意到笔不到处”。就这一点来看，他又是一个道地的不拘拘于法度的善书的典型人物，因而成为后来学书人不须要讲究笔法的借口。我们要知道，没有过人的天分，就想从东坡的意造入手，那是毫无成就可期的。我尝看见东坡画的枯树竹石横幅，十分外行，但极有天趣，米元章在后边题了一首诗，颇有相互发挥之妙。这为文人大开了一个方便之门，也因此把守法度的好习惯破坏无遗。自元以来，书画都江河日下，到了明清两代，可看的书画就越来越少了。一个人一味地从心所欲做事，本来是一事无成的。但是若能做到从心所欲不逾矩（自然不是意造的矩）的程度，那却是最高的进境。写字的人，也需要做到这样。（有删改）15．根据原文内容，下列说法不正确的一项是（3分）A．善书而不知笔法，这一现象出现在写字初期，当时笔法还未被充分发现和利用。B．唐代爱好写字的人渐多，有一批人好奇立异，自创规则，经生体就是这么产生的。C．二王、欧、虞、褚、颜诸家都是严格遵守笔法的典型，他们都属于书家的行列。D．元明清三代，书画创作每况愈下，优秀作品越来越少，与守法度的习惯被破坏有关。16．下列关于原文内容的理解和分析，不正确的一项是（3分）A．在写字过程中，那些与实际不能完全切合的人为的规则，不具有普遍的永久的活动性，因而不能称之为笔法。B．书与画相似，书家之书正如画师之画，谨严而不失法度，而善书者之书正如文人的写意，别有风致。C．苏东坡天分高，修养深，意造的书画自有天然之趣，但率先破法，放任不羁，成为后世不守法度的借口。D．一味从心所欲做事是不可取的，但写字的人如能做到“从心所欲不逾矩”，却能达到最高的境界。17．书家和善书者的区别体现在哪些方面？请简要概括。（6分）七、现代文阅读（三）（12分）阅读下面的作品，完成18~20题。天津的开合桥茅以升开合桥就是可开可合的桥，合时桥上走车，开时桥下行船，一开一合，水陆两便，是一种很经济的桥梁结构。但在我国，这种桥造得很少，直到现在，几乎全国的开合桥都集中在天津，这不能不算是天津的一种“特产”。南运河上有金华桥，于牙河上有西河桥，海河上有全钢桥、全汤桥、解放桥。这些都是开合桥。为什么天津有这样多的开合桥呢？对陆上交通说，过河有桥，当然是再好没有了。但是河上要行船，有了桥，不但航道受限制，而且船有一定高度，如果桥的高度不变，水涨船高，就可能过不了桥。要保证船能过桥，就要在桥下预留一个最小限度的空间高度，虽在大水时期，仍然能让最高的船通行无阻。这个最小限度的空间高度，名为“净空”，要等于河上航行的船的可能最大高度。根据河流在洪水时期的水位，加上净空，就定出桥面高出两岸的高度。如果河水涨落差距特别大，如同天津的河流一样，那么，这桥面的高度就很惊人了。桥面一高，就要在桥面和地面之间造一座有坡度的“引桥”，引桥不仅增加了桥梁的造价，而且对两旁的房屋建筑非常不利。这在城市规划上成了不易解决的问题。这便是水陆文通之同的一个矛盾。为了陆上交通，就要有正桥过河，而正桥就妨碍了水上交通；为了水上交通，就要有两岸的引桥，而引桥又妨碍了陆上交通，因为上引桥的车辆有的是要绕道而行的，而引桥两旁的房屋也是不易相互往来的。在都市里，除非长度有限，影响不大的以外，引桥总是一种障碍物，应当设法消除。开合桥就是消除引桥的一种桥梁结构。天津开河桥多，就是这个原因。开合桥的种类很多，一种是“平旋桥”，把两孔桥联在一起，在两孔之间的桥墩上，安装机器，使这两孔桥围绕这桥墩在水面上旋转九十度，与桥的原来位置垂直，让出两孔航道，上下无阻地好过船。一种“升降桥”，在一孔桥的两边桥墩上，各立塔架，安装机器，使这一孔桥能在塔架间升降，就像电梯一样，桥孔升高时，下面就可以过船了。一种是“吊旋桥”，把一孔桥分为两叶，每叶以桥墩支座为中心，用机器转动，使其临空一头，逐渐吊起，高离水面，这样两叶同时展开，就可让出中间通道，以便行船。一是“推移桥”把一孔桥用机器沿着水平面拖动，好像拉抽屉是一样，以使让出河道行船。开合桥桥面不必高出地面，不用引桥，但开时不能走车，合时不能通船，水陆交通不可同时进行。特别是，桥在开合的过程中，既非全开，又非全合，于是在这一段时间里，水陆都不能通行，这在运输繁忙的都市，如何能容许呢？因此，在桥梁史上，开合桥虽曾风行一时，但在近数十年来，就日益减少了。那么，开合桥怎样才能更好地服务呢？应当说，有几种改进的可能：一是将桥身减轻，改用新材料，使它容易开动；二是强化桥上的机器，提高效率，大大缩减开桥合桥的时间；三是利用电子仪器，使桥的开合自动化，以期达到每次开桥时间不超过3分钟，如同十字道口的错车时间一样。这些都不是幻想，也许在不久的将来就会实现。（有删改）18．下列对文中“引桥”的理解，不正确的一项（3分）A．引桥是建造在河的两岸有一定坡度的桥，其作用是引导车辆驶上正桥。B．在设计引桥时，需要综合考虑空间高度、桥梁造价、城市规划等因素。C．引桥方便了水上交通，但会妨碍陆上交通，因为上引桥的车辆必须绕道。D．在都市里，长度过长、影响太大的引桥是一种障碍物，应该设法消除。19．下列对原文内容的概括和分析，不正确的一项是（3分）A．开合桥成为天津的“特产”，与天津河流水位涨落差距特别大密切相关。B．建桥时，正桥桥面高出两岸的高度等于河流平时的水位加上桥的净空。C．除平旋桥之外，升降桥、吊旋桥、推移桥这三种都属于一孔桥。D．改进开合桥的关键是尽可能缩减桥的开合时间，提高通行效率。20．请结合全文，概括开合桥的优缺点。（6分）八、作文（70分）21．根据以下材料，选取角度，自拟题目，写一篇不少于800字的文章；除诗歌外，文体自选。物各有性，水至淡，盐得味。水加水还是水，盐加盐还是盐。酸甜苦辣咸，五味调和，共存相生，百味纷呈。物如此，事犹是，人亦然。语文Ⅱ（附加题）一、阅读材料，完成22～24题。（10分）题自书杜拾遗诗后徐渭余读书卧龙山之巅，每于风雨晦暝时，辄呼杜甫。嗟乎，唐以诗赋取士，如李杜者不得举进士；元以曲取士，而迄今啧啧于人口如王实甫者，终不得进士之举。然青莲以清平调三绝宠遇明皇实甫见知于花拖而荣耀当世彼拾遗者一见而辄阻仅博得早朝诗几首而已余俱悲歌慷慨苦不胜述。为录其诗三首，见吾两人之遇，异世同轨。谁谓古今人不相及哉！22．用斜线“/”给上面文言文中的划线部分断句。（限5处）（5分）23．王实甫的杂剧代表作为《▲》，期中男女主人公是▲、▲。（3分）24．根据材料，概括文中古今人“相及”的内涵。（2分）二、名著阅读题。（15分）25．下列有关名著的说明，不正确的两项是（5分）（选择两项且全答对得5分，选择两项只答对一项得2分，其余情况得0分）A．《三国演义》中，张飞在长板桥上睁圆环眼厉声大喝，吓退曹兵，然后迅速拆断桥梁，以阻追兵，可见张飞十分勇猛，有很有智谋。B．《家》中，许倩如倡导女子剪发，带头剪掉自己的辫子，还以梅的遭遇来激发琴拒绝包办婚姻，鼓励琴做一个跟着时代走的新女性。C．《狂人日记》中，狂人说将来的社会“容不得吃人的人”，最后喊出“救救孩子”，作者借此表达了对社会变革的强烈渴望。D．《欧也妮·葛朗台》中，夏尔在父亲破产自杀后，不愿拖累心上人安奈特而写了分手信给她，这一良善之举让偷看信件的欧也妮发誓要永远爱他。F．《老人与海》中，圣地亚哥经过生死搏斗最终将大马林鱼残骸拖回港口，有游客把它当成了鲨鱼骨，这一误会让小说结尾更意味深长。26．简答题（10分）（1）《红楼梦》“寿怡红群芳开夜宴，死金丹独艳理亲丧”一回中，群芳行令，宝钗摇得牡丹签，上云“任是无情也动人”。请结合小说概括宝钗的“动人”之处。（6分）（2）《茶馆》第三幕，在得知来到茶馆的“老得不像样子了”的人是秦仲义时，王利发对他说：“正想去告诉您一声，这儿要大改良！”这里的“大改良”指的是什么？这句话表达了王利发什么样的情感？（4分）三、材料概括分析题（15分）阅读材料，完成27—29题。去故宫参观时，会看到许多监控探头，这属于现代高科技警报系统。从前有没有安全警报系统呢？在古代，进入紫禁城须凭腰牌与合符，上面刻有允许入内人员的身份信息，守卫会当场检查。一旦发现危险，附近白塔山上的信炮手接到放炮令牌，立即朝天开炮，卫士们就会迅速集合。如果有人越过了外围防御系统，还有一种特殊的警报装置——石别拉。这种石别拉，材料比较简单，利用故宫大量使用的栏板的望柱头改造而成。望柱也称为栏杆柱，是中国古道桥梁栏板和栏板之间的短柱，分柱身和柱头两部分。有的柱头是莲花瓣形状，上面有二十四道纹路，象征二十四节气。普通的莲瓣望柱头，本是一块瓷实的石头，加工成石别拉时，把望柱头里面挖空了，就像一个空心葫芦。这种石别柱几乎覆盖了整个紫禁城。需要报警时，侍卫将三寸长的“小铜角”（一种牛角状的喇叭）插入石孔内，使劲吹向，通过石别拉的放大，声音飞快传遍四周。如果有外敌从午门入侵，午门守卫会敲响阙亭里面的警钟，钟声会传至太和门广场，其后各处石别拉会先后吹向，一分钟内，紫禁城所有位置的守卫都能听到警报声。这些望柱头形状和纹饰未受到改变，在紫禁城内起到了很好的装饰作用，而通过对望柱头开孔，制成报警器，又发挥了实用功能。历经数百年沧桑，有的石别拉洞口已被杂物堵上，有的在修缮过程中被新的石材替换了，尽管现在能够通过文献考证了解它的工作原理，但已没人能够把它吹响了。27．古代紫禁城的安全警报系统由哪些部分构